Techniklexikon

Rayleigh-Scheibe

Supraleitung, Tieftemperaturphysik und -technik Akustik, von Lord Rayleigh angegebene Anordnung zur Absolutmessung der Schallschnelle. An einem tordierbaren Faden ist eine gegenüber der Wellenlänge sehr kleine Scheibe so aufgehängt, dass sie ohne Schalleinwirkung schräg gegen die Ausbreitungsrichtung der untersuchten Schallwelle ausgerichtet ist. In der Schallwelle strömt das Medium in der Nähe der Scheibe mit konstanter Richtung und wechselnder Geschwindigkeit. Diese Strömung verursacht auf Grund der Symmetrie der Anordnung ein Drehmoment, welches die Scheibe um den Winkel a quer zur Richtung der Schnelle dreht, bis es mit dem Torsionsmoment des Fadens im Gleichgewicht ist. Dabei wird die Druckamplitude durch Kondensatormikrophone gemessen. Die Methode basiert auf der Erkenntnis, dass zwar in einer idealen Strömung keine resultierende translatorische Kraft auf einen umströmten Körper ausgeübt wird, aber dennoch ein Drehmoment auftreten kann, das eine schräg zur Strömung gestellte Scheibe senkrecht zur Strömungsrichtung stellt. (Plattenumströmung)

Steht die Scheibe ohne Schalleinwirkung unter y = 45 ° zur Schallrichtung, so gilt bei kleinen Ausschlägen a  für den Effektivwert der Schallschnelle  (r: Dichte des Mediums, r: Radius der Scheibe). Das Torsionsmoment D wird aus der Torsionsschwingungsdauer T und dem Trägheitsmoment q  der Scheibe mit der Formel  bestimmt.

Dieser sehr empfindliche Aufbau wird auch bei der Untersuchung der Suprafluidität benutzt.